يعد التشويه التوافقي جانبًا مهمًا لفهمه عند التعامل مع محركات التردد المتغيرة لمضخة المروحة (VFDs). كمورد مخصص لمضخة المعجبين VFDs ، شاهدت بشكل مباشر تأثير التشويه التوافقي على أداء هذه الأجهزة الأساسية وطول عمرها. في هذه المدونة ، سوف أتغذى على ماهية التشويه التوافقي ، وآثارها على مضخة المروحة VFDs ، وكيف يمكننا تخفيف آثارها.
فهم التشويه التوافقي
للبدء ، دعونا نحدد التشويه التوافقي. في نظام كهربائي مثالي ، تكون الجهد والشكل الموجي الحالي موجات جيبية نقية. ومع ذلك ، في السيناريوهات العالمية الحقيقية ، وخاصة في الأنظمة ذات الأحمال الخطية غير الخطية مثل VFDs ، تنحرف الأشكال الموجية عن شكل الجيب النقي. التوافقيات هي ترددات هي مضاعفات عدد صحيح من التردد الأساسي (على سبيل المثال ، في نظام الطاقة 50 - هرتز ، التوافقي الثاني هو 100 هرتز ، والثالث هو 150 هرتز ، وهكذا).
يحدث التشويه التوافقي عندما تكون هذه الترددات التوافقية موجودة في الجهاز الكهربائي ، مما يتسبب في تشويه أشكال الموجات الحالية والجهد. يتم قياسه عادة كنسبة مئوية من التشويه التوافقي الكلي (THD). THD هي قيمة رقمية تمثل نسبة مجموع صلاحيات جميع المكونات التوافقية لقوة المكون الأساسي.
لماذا يهم التشويه التوافقي في مضخة المروحة VFDs
التأثير على أداء المعدات
بالنسبة لمضخة المروحة VFDs ، يمكن أن يكون للتشويه التوافقي العديد من التأثيرات الضارة على الأداء. يمكن أن تتسبب أشكال الموجات التيار المشوهة والجهد في أن يعمل المحرك بشكل أقل كفاءة. يترجم هذا عدم الكفاءة إلى زيادة استهلاك الطاقة ، حيث يتعين على المحرك أن يعمل بجدية أكبر لتحقيق نفس مستوى الإنتاج. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يؤدي وجود التوافقيات إلى زيادة التدفئة في لفائف المحرك ومكونات أخرى من VFD. بمرور الوقت ، يمكن لهذه الحرارة المفرطة أن تؤدي إلى تحطيم مواد العزل ، مما يقلل من عمر المعدات وزيادة احتمال الفشل المبكرة.
التوافق مع المعدات الكهربائية الأخرى
يمكن أن يتسبب التشويه التوافقي الناتج عن مضخة المروحة VFDs أيضًا في حدوث مشاكل في المعدات الكهربائية الأخرى المتصلة بنفس نظام الطاقة. يمكن أن تتداخل الأشكال الموجية المشوهة مع التشغيل العادي للأجهزة الإلكترونية الحساسة ، مثل أجهزة الكمبيوتر وأجهزة الاتصال وأنظمة التحكم. يمكن أن يؤدي هذا التداخل إلى خلل وأخطاء البيانات وحتى الأضرار التي لحقت بهذه الأجهزة.
متطلبات جودة الطاقة ومتطلبات المنفعة
لدى العديد من شركات المرافق لوائح صارمة فيما يتعلق بمستوى التشويه التوافقي الذي يُسمح للعملاء بالحقن في شبكة الطاقة. يمكن لمستويات عالية من التشويه التوافقي من مضخة المروحة VFDs انتهاك هذه اللوائح ، مما يؤدي إلى عقوبات على المستخدم النهائي. علاوة على ذلك ، يمكن أن تسبب رديء جودة الطاقة بسبب التوافقيات مشاكل لشركة المرافق نفسها ، مثل زيادة الخسائر في نظام الإرسال والتوزيع.
مصادر التشويه التوافقي في مضخة المروحة VFDs
خصائص الحمل الخطي
المصدر الأساسي للتشويه التوافقي في مضخة المروحة VFDs هو خصائصها غير الخطية. عادةً ما تستخدم VFDs الأجهزة الإلكترونية للطاقة ، مثل الثنائيات ، والثايرستور ، والترانزستورات ذات القطب الثنائي القطب المعزول (IGBTs) ، لتحويل طاقة AC الواردة إلى طاقة التيار المستمر ثم العودة إلى طاقة AC المتغيرة. هذه الأجهزة الإلكترونية الطاقة غير خطية ، مما يعني أن العلاقة بين الجهد والتيار غير متناسبة. نتيجة لذلك ، يولدون التوافقيات عند تشغيل وإيقاف تشغيله.
تعديل عرض النبض (PWM)
مصدر آخر للتشويه التوافقي هو تقنية تعديل عرض النبض (PWM) المستخدمة في VFDs. PWM هي طريقة شائعة للتحكم في جهد الخرج وتواتر VFD. عن طريق التبديل بسرعة للأجهزة الإلكترونية التي تعمل بإيقاف تشغيلها وإيقافها ، يمكن لـ PWM إنشاء إخراج متغير - التردد. ومع ذلك ، فإن تبديل التردد العالي لـ PWM يولد أيضًا التوافقيات ، والتي يمكن أن تسهم في التشويه التوافقي الكلي للنظام.
تخفيف التشويه التوافقي في مضخة المروحة VFDs
المرشحات السلبية
واحدة من أكثر الطرق شيوعًا لتخفيف التشويه التوافقي هي استخدام المرشحات السلبية. المرشحات السلبية هي دوائر كهربائية تتكون من المحاثات والمكثفات والمقاومات. تم تصميمها لمنع أو تخفيف ترددات التوافقي المحددة مع السماح بالتردد الأساسي للمرور. هناك أنواع مختلفة من المرشحات السلبية ، مثل المرشحات المنفردة المضبوطة ، والمرشحات المرتفعة ، ومرشحات النطاق - كل منها مع مزاياها وعيوبها.
المرشحات النشطة
المرشحات النشطة هي خيار آخر لتقليل التشويه التوافقي. على عكس المرشحات السلبية ، تستخدم المرشحات النشطة الأجهزة الإلكترونية للطاقة لإنشاء تيار تعويض متساوٍ في الحجم ولكن مقابل الطور إلى التيار التوافقي. يلغي هذا التيار التعويضي التيار التوافقي ، مما يقلل بشكل فعال من التشوه التوافقي الكلي للنظام. تعتبر المرشحات النشطة أغلى من المرشحات السلبية ولكنها توفر أداء أفضل ومرونة أكبر.
Multi - Pulse VFDS
تم تصميم VFDs متعددة النبض لتقليل التشويه التوافقي عن طريق زيادة عدد النبضات في قسم المقوم من VFD. المعيار 6 - النبض VFD يولد مستوى مرتفع نسبيا من التشويه التوافقي. على النقيض من ذلك ، يمكن لـ 12 - نبض ، 18 - النبض ، أو حتى 24 - VFD النبض أن يقلل بشكل كبير من المحتوى التوافقي لتيار الإدخال. تستخدم VFDs متعددة النبض محولات إضافية ودوائر المقوم لإنشاء شكل موجة تيار أكثر جيبًا.
حلولنا كمورد VFD لمضخة المروحة
كمورد لمضخة المروحة VFDs ، نقدم مجموعة من المنتجات والحلول لمعالجة مسألة التشويه التوافقي. ملكنا15kw VFDتم تصميمه مع تقنية إلكترونيات الطاقة المتقدمة لتقليل الجيل التوافقي. إنه يتضمن ميزات مثل مرشحات الإدخال عالية الجودة وخوارزميات PWM المحسنة لتقليل مستوى التشويه التوافقي.
بالإضافة إلى ذلك ، نحن نقدموحدة تحكم محرك الترددالحلول التي تم تصميمها على وجه التحديد للعمل في وئام مع VFDs لدينا. يمكن برمجة وحدات التحكم هذه لضبط تشغيل VFD استنادًا إلى المستوى المكتشف من التشويه التوافقي ، مما يضمن الأداء الأمثل والامتثال لمعايير جودة الطاقة.
للعملاء الذين يحتاجون إلى VFDs للتطبيقات الخارجية ، لدينافي الهواء الطلق VFDتم تصميمه لتحمل الظروف البيئية القاسية مع الحفاظ على مستويات منخفضة من التشويه التوافقي. وهي مجهزة بحرف قوية وأنظمة تبريد متقدمة لمنع ارتفاع درجة الحرارة وضمان تشغيل موثوق.
خاتمة
التشويه التوافقي هو قضية معقدة ولكنها مهمة في عالم VFDs لمضخة المعجبين. يعد فهم أسبابها وتأثيراتها واستراتيجيات التخفيف أمرًا بالغ الأهمية لضمان التشغيل الفعال والموثوق لهذه الأجهزة. كمورد ، نحن ملتزمون بتزويد عملائنا بمضخات المعجبين عالية الجودة VFD التي تقلل من التشويه التوافقي وتلبية أكثر متطلبات جودة الطاقة.
إذا كنت مهتمًا بمعرفة المزيد عن VFDs لمضخة المعجبين لدينا أو لديك أي أسئلة بخصوص التشويه التوافقي ، فالرجاء عدم التردد في الاتصال بنا. نتطلع إلى مناقشة احتياجاتك المحددة وتزويدك بأفضل الحلول لتطبيقاتك.
مراجع
- براون ، هو ، وهولمز ، DG (2002). تحسين جودة الطاقة باستخدام أجهزة الطاقة المخصصة. وايلي - الصحافة IEEE.
- Mohan ، N. ، Undeland ، TM ، & Robbins ، WP (2012). إلكترونيات الطاقة: المحولات والتطبيقات والتصميم. وايلي.
- IEEE Standard 519 - 2014 ، أوصى IEEE الممارسات ومتطلبات التحكم التوافقي في أنظمة الطاقة الكهربائية.